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當(dāng)前，全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，大國戰(zhàn)略博弈進(jìn)一步聚焦制造業(yè)，美國“先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力戰(zhàn)略”、德國“國家工業(yè)戰(zhàn)略 2030”等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，均以智能制造為主要抓手。通俗的講，想要智能化，先要數(shù)字化，想要數(shù)字化，先要網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化是邁向智能制造的基礎(chǔ)，而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的前提是工業(yè)通訊。

一直以來，工業(yè)通訊技術(shù)與工業(yè)控制系統(tǒng)相伴而生，是工業(yè)控制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。而隨著數(shù)字化時代的到來，工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程不斷深入，其對于工業(yè)通訊技術(shù)的需求也日益提升。

以現(xiàn)場總線為例，目前世界上存在著大約40余種，很多公司都有其各自的現(xiàn)場總線技術(shù)，彼此的開放性和互操作性難以統(tǒng)一，不同的總線標(biāo)準(zhǔn)造成了新的壁壘，使得不同總線設(shè)備間無法互聯(lián)。與傳統(tǒng)總線相比，實(shí)時以太網(wǎng)統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)，在這個層面上各廠家實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。但實(shí)時以太網(wǎng)基于原有的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層），在應(yīng)用層采用了諸如PROFINET、EtherCAT等協(xié)議，因此實(shí)時以太網(wǎng)只統(tǒng)一了物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的問題，在應(yīng)用層面的這些協(xié)議各廠家依然無法互通。

隨著國家智能制造戰(zhàn)略的深入，IT與OT的融合進(jìn)程加速，現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)桎梏于標(biāo)準(zhǔn)之爭，導(dǎo)致自動化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向通信、與下層現(xiàn)場傳感和數(shù)據(jù)采集層及上層企業(yè)管理系統(tǒng)的縱向通信受限，無法解決的互聯(lián)互通問題成為阻礙。OPC UA、TSN兩大標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，為面向未來的工業(yè)通信帶來新的機(jī)遇。

OPC UA是新一代的基于語義和面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的OPC規(guī)范，將傳統(tǒng)OPC的所有功能集成到一個可擴(kuò)展框架，并實(shí)現(xiàn)了跨平臺支持。鑒于其強(qiáng)大的建模能力，OPA UA天然適合用于工廠IT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)的集成與互聯(lián)互通，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)“萬物互聯(lián)”的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。OPC UA解決了上層問題，對于底層數(shù)據(jù)，下一代工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)TSN開始登場，在實(shí)現(xiàn)微秒級時延以及納秒級抖動的基礎(chǔ)上，同時也定義了時間同步、數(shù)據(jù)調(diào)度、資源管理等多種優(yōu)化機(jī)制。IT與OT融合的諸多問題被逐一解決，打通了從決策層到執(zhí)行層的全業(yè)務(wù)流程。

工業(yè)通訊是為滿足工業(yè)更為簡單的連接、更便捷的工程集成、更為開放的訴求，其發(fā)展是基于用戶需求不斷融合、簡化的過程。從最初總是與工業(yè)控制系統(tǒng)集成在一起的“沒有存在感”，到現(xiàn)在有著“牽一發(fā)而動全身”的影響力，工業(yè)通訊的價值已日漸凸顯，不僅得到了業(yè)內(nèi)空前的重視，其技術(shù)本身也在不斷發(fā)展、日臻完善。

相信，在數(shù)字智能時代，工業(yè)通訊前景廣闊、未來可期！

摘自《自動化博覽》2022年5月刊